[發明專利]一種植物鎘螯合物原位檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202010754907.2
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111781159B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 趙穎雷;何勇;聶鵬程;藺磊;馮旭萍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586;G01N21/3577
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 程江濤

1.一種植物鎘螯合物原位檢測方法，其特征在于，包括：

獲取不同濃度的氯化鎘樣本和不同濃度的植物螯合肽2樣本；

根據所述氯化鎘樣本和所述植物螯合肽2樣本，利用太赫茲時域光譜技術，確定所述氯化鎘樣本的太赫茲反射成像圖和所述植物螯合肽2樣本的太赫茲反射成像圖；

根據所述氯化鎘樣本的太赫茲反射成像圖的第一光譜數據構建氯化鎘的含量檢測模型；

根據所述植物螯合肽2樣本的太赫茲反射成像圖的第二光譜數據構建植物螯合肽2的含量檢測模型；

根據所述氯化鎘的含量檢測模型和所述植物螯合肽2的含量檢測模型確定最優混合樣本；所述最優混合樣本為氯化鎘樣本與植物螯合肽2樣本混合后，氯化鎘的含量和植物螯合肽2的含量最低的混合樣本；

根據所述最優混合樣本構建Cd-PC₂含量檢測模型；

利用Cd-PC₂含量檢測模型確定待檢測植物中植物鎘螯合物的含量；

利用Cd-PC₂含量檢測模型確定待檢測植物中植物鎘螯合物的含量，具體包括：

將每100mg CdCl₂均勻溶解于每5L土壤中，形成20mg/L根際Cd²⁺脅迫環境，并在此土壤中播種、栽培油冬兒、上海青與蘇州青三個不同品種的青菜，青菜生長40天后收獲葉片；將葉片在35℃鼓風干燥箱中烘干12小時后固定于載樣板上進行掃描，獲取太赫茲光譜，將相同品種、相同生長條件、無Cd²⁺脅迫的青菜葉片的平均光譜數據作為背景光譜，將被檢測的樣本圖像每一個像素點的光譜減去平均光譜，并依照Cd(PC₂)₂螯合物的特征頻率獲得自變量數據，代入Cd-PC₂含量檢測模型計算獲得每個像素中螯合物濃度倍數x及所有像素的平均值，依照公式計算獲得該葉片中的Cd(PC₂)₂螯合物含量；將每個像素中螯合物濃度倍數x與像素坐標組成的數據矩陣導入軟件Origin 2018，采用等高線繪圖方式實現分布圖像的重構；其中，C為被掃描葉片的Cd(PC₂)₂螯合物含量，X為被掃描葉片每個像素點的Cd(PC₂)₂螯合物的平均濃度倍數，P為被掃描區域的總像素點，t為常數，螯合物在其1x標準樣本溶液中的含量。

2.根據權利要求1所述的一種植物鎘螯合物原位檢測方法，其特征在于，所述根據所述氯化鎘樣本和所述植物螯合肽2樣本，利用太赫茲時域光譜技術，確定所述氯化鎘樣本的太赫茲反射成像圖和所述植物螯合肽2樣本的太赫茲反射成像圖，之后還包括：

對所述氯化鎘樣本的太赫茲反射成像圖中的光譜數據依次進行消除噪聲信號、消除散射、光譜基線歸零以及水平調整的處理，得到處理后的氯化鎘光譜數據；

對所述植物螯合肽2樣本的太赫茲反射成像圖中的光譜數據依次進行消除噪聲信號、消除散射以及水平調整的處理，得到處理后的植物螯合肽2光譜數據；

對氯化鎘的分子結構和植物螯合肽2的分子結構分別采用密度泛函數理論，確定氯化鎘有效光譜數據和植物螯合肽2有效光譜數據；

利用所述氯化鎘有效光譜數據篩選所述處理后的氯化鎘光譜數據，得到所述第一光譜數據；

利用所述植物螯合肽2有效光譜數據篩選所述處理后的植物螯合肽2光譜數據，得到所述第二光譜數據。

3.根據權利要求1所述的一種植物鎘螯合物原位檢測方法，其特征在于，所述根據所述氯化鎘樣本的太赫茲反射成像圖的第一光譜數據構建氯化鎘的含量檢測模型，具體包括：

將所述第一光譜數據劃分為第一建模數據集和第一校正數據集；

根據所述第一建模數據集，采用偏最小二乘法回歸算法，構建氯化鎘的第一回歸模型；

根據所述第一建模數據集，采用主成分回歸分析算法，構建氯化鎘的第二回歸模型；

利用所述第一校正數據集分別確定所述第一回歸模型和所述第二回歸模型的決定系數和均方根誤差；

將決定系數高且均方根誤差低的氯化鎘的回歸模型確定為氯化鎘的含量檢測模型。